專利名稱：一種機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種工程機(jī)械，特別是一種機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
挖掘機(jī)是一種用鏟斗挖掘高于或低于承機(jī)面的物料，并裝入運(yùn)輸車輛或卸至堆料場的重要工程機(jī)械，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、交通、能源、農(nóng)田改造、礦山挖掘以及現(xiàn)代軍事工程中，是工程建設(shè)領(lǐng)域最主要的工程機(jī)械之一。至今，挖掘機(jī)主要有機(jī)械式和液壓式兩種類型。機(jī)械式挖掘機(jī)是利用機(jī)械傳動(dòng)件實(shí)現(xiàn)挖掘動(dòng)作，具有堅(jiān)固耐用等優(yōu)點(diǎn)，但是傳統(tǒng)的單自由度機(jī)械式挖掘機(jī)不能完成復(fù)雜的動(dòng)作，即使僅用于采礦，也常常遇到困難，如在挖掘較高臺(tái)面時(shí)斗齒不能產(chǎn)生更大的切削力；向裝載車中卸載高度偏小等等。液壓式挖掘機(jī)采用液壓傳動(dòng)，液壓油作為傳遞動(dòng)力的介質(zhì)，其起動(dòng)性較差，容易因?yàn)閮?nèi)部元件磨損后產(chǎn)生泄漏，而且泄漏的液壓油會(huì)污染環(huán)境。同時(shí)液壓油受溫度影響較大，總效率較低，有時(shí)有噪音和振動(dòng)。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)過熱，工作無力等現(xiàn)象。同時(shí)液壓元件加工精度要求高，裝配要求嚴(yán)格，制造較為困難，使用中維修保養(yǎng)要求技術(shù)較高，難度較大。隨著挖掘機(jī)功能的增加，其液壓系統(tǒng)越來越復(fù)雜，出現(xiàn)故障更具有突然性、隱蔽性。因?yàn)橐簤合到y(tǒng)的缺陷和局限性，液壓式挖掘機(jī)多為中小型挖掘機(jī)。至今許多大型挖掘機(jī)不得不采用電力驅(qū)動(dòng)的機(jī)械式挖掘機(jī)。當(dāng)前工程機(jī)械領(lǐng)域具有這樣的共識(shí)機(jī)械式挖掘機(jī)所能完成的動(dòng)作簡單、難以變化，許多動(dòng)作不能實(shí)現(xiàn)；液壓式挖掘機(jī)可以靈活執(zhí)行各種工程動(dòng)作，但又存在液壓系統(tǒng)零部件要求高，壽命不成、漏油等缺陷。這是一個(gè)十分棘手的問題，也是長期未能取得突破的難題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)，不僅能克服傳統(tǒng)機(jī)械式挖掘機(jī)動(dòng)作簡單，挖掘速度難控制等不足，而且克服了液壓式挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)元件精度要求高、 結(jié)構(gòu)復(fù)雜、易漏油等缺點(diǎn)。本實(shí)用新型具有液壓式挖掘機(jī)的靈活性，而且具有更廣泛的適用場合，更環(huán)保。本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案達(dá)到上述目的一種機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)，包括動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)，斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，鏟斗反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和機(jī)架，所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)由第一主動(dòng)桿、第一連桿、動(dòng)臂和機(jī)架組成。第一主動(dòng)桿一端通過第一鉸孔與機(jī)架鉸接，另一端通過第二鉸孔與第一連桿鉸接。第一連桿另一端通過第三鉸孔與動(dòng)臂鉸接。動(dòng)臂一端通過第四鉸孔與機(jī)架鉸接，另一端通過第五鉸孔與斗桿鉸接。所述斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿，第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿、斗桿組成。第二主動(dòng)桿一端通過第六鉸孔與機(jī)架鉸接，另一端通過第七鉸孔與第二連桿鉸接，第二連桿另一端通過第八鉸孔與第三連桿、第六連桿鉸接，第三連桿另一端通過第四鉸孔與機(jī)架鉸接，第六連桿另一端通過第九鉸孔與第四連桿、第五連桿鉸接，第四連桿另一端通過第三鉸孔與動(dòng)臂鉸接，第五連桿另一端通過第十鉸孔與斗桿鉸接。斗桿另一端通過第十一鉸孔與鏟斗鉸接。所述鏟斗反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第三主動(dòng)桿、第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿、第十一連桿、第十二連桿、第十三連桿、第十四連桿、第十五連桿、鏟斗組成。第三主動(dòng)桿通過第十二鉸孔與機(jī)架鉸接，另一端通過第十三鉸孔與第十四連桿鉸接，第十四連桿另一端通過第十四鉸孔與第十三連桿和第十五連桿鉸接。第十五連桿另一端通過第八鉸孔與第六連桿鉸接。第十三連桿另一端通過第十五鉸孔與第十一連桿、第十二連桿鉸接，第十二連桿另一端通過第九鉸孔與第五連桿鉸接。第十一連桿另一端通過第十六鉸孔與第十連桿和第九連桿鉸接。第十連桿另一端通過第十鉸孔與斗桿鉸接。第九連桿另一端通過第十七鉸孔與第七連桿和第八連桿鉸接。第七連桿另一端通過第十八鉸孔與斗桿鉸接，第八連桿另一端通過第十九鉸孔與鏟斗鉸接。第二主動(dòng)桿、第一主動(dòng)桿、第三主動(dòng)桿分別由第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)、第三伺服電機(jī)控制，通過編程在輸出端實(shí)現(xiàn)作業(yè)所需求的軌跡和速度。所述機(jī)構(gòu)機(jī)架上安裝有三臺(tái)臺(tái)伺服電機(jī)。機(jī)架本身可安裝在傳統(tǒng)挖掘機(jī)帶回轉(zhuǎn)平臺(tái)的輪胎式或履帶式行走機(jī)構(gòu)上，實(shí)現(xiàn)挖掘作業(yè)和整機(jī)的定位與行走。挖掘機(jī)構(gòu)工作時(shí)，根據(jù)挖掘機(jī)作業(yè)要求，通過控制單元，控制動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)伺服電動(dòng)機(jī)使動(dòng)臂根據(jù)工作要求在工作空間內(nèi)起落，同時(shí)控制斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)伺服電動(dòng)機(jī)使斗桿繞動(dòng)臂末端鉸孔擺動(dòng)，配合挖掘作業(yè)，并通過控制鏟斗反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)電動(dòng)機(jī)，控制鏟斗翻轉(zhuǎn)，配合完成挖掘作業(yè)。本實(shí)用新型突出優(yōu)點(diǎn)在于1、不僅具有液壓式挖掘機(jī)的靈活性，完全實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜挖掘動(dòng)作，而且克服了液壓式挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)元件精度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，漏油等缺點(diǎn)。由于采用伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)， 反應(yīng)更迅速，不僅節(jié)能環(huán)保，低噪音，而且降低了維修保養(yǎng)成本。3、不僅滿足傳統(tǒng)液壓式挖掘機(jī)的一般工作場合，還適用于高原缺氧與地下礦井和其它一些易燃易爆等特殊場所。3、本實(shí)用新型所有電機(jī)都安裝在機(jī)架上，有效降低手臂重量，改善受力狀況。
圖1為本實(shí)用新型所述機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型所述機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)的動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型所述機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)的斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型所述機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)的鏟斗翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)示意圖。圖5為本實(shí)用新型所述機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下通過附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。本實(shí)用新型所述機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)，包括動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)，斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，鏟斗反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和機(jī)架。對(duì)照?qǐng)D1、圖2，所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)為一平面單自由度可控機(jī)構(gòu)，包括第一主動(dòng)桿10、第一連桿12、動(dòng)臂15和機(jī)架7組成。第一主動(dòng)桿10 —端通過第一鉸孔9與機(jī)架鉸接， 另一端通過第二鉸孔11與第一連桿12鉸接。第一連桿12另一端通過第三鉸孔13與動(dòng)臂 15鉸接。動(dòng)臂15 —端通過第四鉸孔8與機(jī)架7鉸接，另一端通過第五鉸孔25與斗桿16鉸接。第一主動(dòng)桿10由第一伺服電機(jī)42控制，可通過編程實(shí)現(xiàn)動(dòng)臂15前端在工作空間的提升和下降。對(duì)照?qǐng)D1和圖3，所述斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿5，第二連桿1、第三連桿4、第四連桿14、第五連桿30、第六連桿35、斗桿16組成。第二主動(dòng)桿5—端通過第六鉸孔6與機(jī)架7鉸接，另一端通過第七鉸孔2與第二連桿1鉸接，第二連桿1另一端通過第八鉸孔3與第三連桿4、第六連桿35鉸接，第三連桿4另一端通過第四鉸孔8與機(jī)架7鉸接，第六連桿 35另一端通過第九鉸孔33與第四連桿14和第五連桿30鉸接，第四連桿14另一端通過第三鉸孔13與動(dòng)臂15鉸接，第五連桿30另一端通過第十鉸孔觀與斗桿16鉸接。斗桿16 另一端通過第十一鉸孔20與鏟斗19鉸接。第二主動(dòng)桿5由第二伺服電機(jī)43控制，可通過編程實(shí)現(xiàn)斗桿16前端繞動(dòng)臂上第五鉸孔25在工作空間擺動(dòng)。對(duì)照?qǐng)D1和圖4，所述鏟斗反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第三主動(dòng)桿40、第七連桿18、第八連桿22、 第九連桿對(duì)、第十連桿沈、第十一連桿四、第十二連桿31、第十三連桿34、第十四連桿37、 第十五連桿38、鏟斗19組成。第三主動(dòng)桿40通過第十二鉸孔41與機(jī)架7鉸接，另一端通過第十三鉸孔39與第十四連桿37鉸接，第十四連桿37另一端通過第十四鉸孔36與第十三連桿34和第十五連桿38鉸接。第十五連桿38另一端通過第八鉸孔3與第六連桿35鉸接。 第十三連桿34另一端通過第十五鉸孔32與第十一連桿四和第十二連桿31鉸接，第十二連桿31另一端通過第九鉸孔33與第五連桿30鉸接。第十一連桿四另一端通過第十六鉸孔27與第十連桿沈和第九連桿M鉸接。第十連桿沈另一端通過第十鉸孔28與斗桿16 鉸接。第九連桿M另一端通過第十七鉸孔23與第七連桿18和第八連桿22鉸接。第七連桿18另一端通過第十八鉸孔17與斗桿16鉸接，第八連桿22另一端通過第十九鉸孔21與鏟斗19鉸接。第三主動(dòng)桿40由第三伺服電機(jī)44控制，通過編程實(shí)現(xiàn)鏟斗19繞斗桿16上的第十一鉸孔20在工作空間翻轉(zhuǎn)。挖掘機(jī)構(gòu)工作時(shí)，根據(jù)挖掘機(jī)作業(yè)要求，通過控制單元，控制動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)第一伺服電動(dòng)機(jī)42使動(dòng)臂15根據(jù)工作要求在工作空間內(nèi)起落，同時(shí)控制斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)第二伺服電動(dòng)機(jī)43使斗桿16繞動(dòng)臂上第五鉸孔25擺動(dòng)，配合挖掘作業(yè)，并通過控制鏟斗反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)第三伺服電機(jī)44，控制鏟斗19翻轉(zhuǎn)，配合完成挖掘作業(yè)。
權(quán)利要求1. 一種機(jī)械式電驅(qū)動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)，包括動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)，斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，鏟斗反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和機(jī)架，其特征在于所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)由第一主動(dòng)桿、第一連桿、動(dòng)臂和機(jī)架組成，第一主動(dòng)桿一端通過第一鉸孔與機(jī)架鉸接，另一端通過第二鉸孔與第一連桿鉸接，第一連桿另一端通過第三鉸孔與動(dòng)臂鉸接，動(dòng)臂一端通過第四鉸孔與機(jī)架鉸接，另一端通過第五鉸孔與斗桿鉸接，所述斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)由第二主動(dòng)桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿和斗桿組成，第二主動(dòng)桿一端通過第六鉸孔與機(jī)架鉸接，另一端通過第七鉸孔與第二連桿鉸接，第二連桿另一端通過第八鉸孔與第三連桿和第六連桿鉸接，第三連桿另一端通過第四鉸孔與機(jī)架鉸接，第六連桿另一端通過第九鉸孔與第四連桿、第五連桿、鉸接，第四連桿另一端通過第三鉸孔與動(dòng)臂鉸接，第五連桿另一端通過第十鉸孔與斗桿鉸接，斗桿另一端通過第十一鉸孔與鏟斗鉸接，所述鏟斗反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)由第三主動(dòng)桿，第七連桿、第八連桿、第九連桿、第十連桿、第十一連桿、第十二連桿、第十三連桿、第十四連桿、第十五連桿和鏟斗組成，第三主動(dòng)桿通過第十二鉸孔與機(jī)架鉸接，另一端通過第十三鉸孔與第十四連桿鉸接，第十四連桿另一端通過第十四鉸孔與第十三連桿和第十五連桿鉸接，第十五連桿另一端通過第八鉸孔與第六連桿鉸接，第十三連桿另一端通過第十五鉸孔與第十一連桿和第十二連桿鉸接，第十二連桿另一端通過第九鉸孔與第五連桿鉸接，第十一連桿另一端通過第十六鉸孔與第十連桿和第九連桿鉸接，第十連桿另一端通過第十鉸孔與斗桿鉸接，第九連桿另一端通過第十七鉸孔與第七連桿和第八連桿鉸接，第七連桿另一端通過第十八鉸孔與斗桿鉸接，第八連桿另一端通過第十九鉸孔與鏟斗鉸接。
專利摘要一種機(jī)械式電動(dòng)挖掘機(jī)構(gòu)，包括動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)、斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏟斗反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和機(jī)架。所述動(dòng)臂抬升機(jī)構(gòu)包括動(dòng)臂與抬升機(jī)構(gòu)，動(dòng)臂一端與機(jī)架鉸接，另一端與斗桿鉸接，抬升機(jī)構(gòu)一端與動(dòng)臂鉸接，另一端與機(jī)架鉸接。所述斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)包括斗桿與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，斗桿鉸接在動(dòng)臂上，一端鉸接擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，另一端與鏟斗鉸接；擺動(dòng)機(jī)構(gòu)鉸接于斗桿與機(jī)架之間，并與動(dòng)臂鉸接。所述鏟斗反轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)鉸接于鏟斗和機(jī)架之間，并與斗桿擺動(dòng)機(jī)構(gòu)鉸接。本實(shí)用新型能有效解決液壓式挖掘機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、漏油及工作場合受制約等因素，因三個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)全部安裝在機(jī)架上，降低手臂重量，改善各桿受力，且能靈活完成各種復(fù)雜動(dòng)作。不僅滿足一般場合，還可用于高原缺氧、地下礦井等特殊場所。
文檔編號(hào)E02F3/36GK201943097SQ20102065281
公開日2011年8月24日 申請(qǐng)日期2010年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月10日
發(fā)明者葉忠慧, 張 林, 李巖舟, 溫芳, 潘宇晨, 王汝貴, 王紅州, 蔡敢為 申請(qǐng)人:廣西大學(xué)